(57)【要約】【課題】広帯域受信機を低コストで提供する。【解決手段】無線信号から受信対象となる高周波信号を抽出する高周波フィルタ１１１と、第１のローカル信号１１を用いて高周波信号の周波数を変換し、第１のベースバンド信号を得る周波数変換器１２１と、第１のローカル信号１１の整数倍の周波数を有する第２のローカル信号１２を用いて高周波信号の周波数を変換し、第２のベースバンド信号を得る周波数変換器１２２と、第２のベースバンド信号に制御係数を乗じて振幅を調整して得られる信号を、第１のベースバンド信号から減算して残差信号を得る減算処理部１４０とを具備する。【選択図】図１
2010219697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線信号から受信対象となる高周波信号を抽出する高周波フィルタと、
第１のローカル信号を用いて前記高周波信号の周波数を変換し、第１のベースバンド信号を得る第１の周波数変換器と、
前記第１のローカル信号の整数倍の周波数を有する第２のローカル信号を用いて前記高周波信号の周波数を変換し、第２のベースバンド信号を得る第２の周波数変換器と、
前記第２のベースバンド信号に制御係数を乗じて振幅を調整して得られる信号を、前記第１のベースバンド信号から減算して残差信号を得る減算処理部と
を具備することを特徴とする受信機。
【請求項２】
前記第２のベースバンド信号と前記残差信号との間の相関を算出し、当該相関を前記制御係数として前記減算処理部にフィードバックする算出部を更に具備すること特徴とする請求項１記載の受信機。
【請求項３】
前記算出部は、
前記残差信号の直流成分を除去する第１の直流除去フィルタと、
前記第２のベースバンド信号の直流成分を除去する第２の直流除去フィルタと、
前記第２のフィルタの出力信号及び前記第３のフィルタの出力信号を乗算する乗算器と、
前記乗算器の出力信号の低域成分を前記相関として抽出する低域通過型フィルタと
を含むことを特徴とする請求項２記載の受信機。
【請求項４】
前記第２の周波数変換器は、前記第２のローカル信号を出力する発振器に接続され、
前記第１の周波数変換器は、前記第２のローカル信号を分周して前記第１のローカル信号を得る分周回路に接続されること
を特徴とする請求項１記載の受信機。
【請求項５】
前記第２の周波数変換器は、発振器が出力する発振信号を分周して前記第２のローカル信号を得る第１の分周回路に接続され、
前記第１の周波数変換器は、前記第２のローカル信号を分周して前記第１のローカル信号を得る第２の分周回路に接続されること
を特徴とする請求項１記載の受信機。
【請求項６】
前記第１の周波数変換器の後段に接続され、前記第１のベースバンド信号に対してアナログ−デジタル変換を施す第１のアナログ−デジタル変換器と、
前記第２の周波数変換器の後段に接続され、前記第２のベースバンド信号に対してアナログ−デジタル変換を施す第２のアナログ−デジタル変換器と
を更に具備し、
前記減算処理部がデジタル回路であること
特徴とする請求項１記載の受信機。
【請求項７】
無線信号から受信対象となる高周波信号を抽出する高周波フィルタと、
第１のローカル信号を用いて前記高周波信号の周波数を変換し、第１のベースバンド信号を得る第１の周波数変換器と、
前記第１のローカル信号の整数倍の周波数を有する第２のローカル信号を用いて前記高周波信号の周波数を変換し、第２のベースバンド信号を得る第２の周波数変換器と、
前記第１のローカル信号の整数倍であって前記第２のローカル信号とは異なる周波数を有する第３のローカル信号を用いて前記高周波信号の周波数を変換し、第３のベースバンド信号を得る第３の周波数変換器と、
前記第２のベースバンド信号に第１の制御係数を乗じて振幅を調整して得られる信号及び前記第３のベースバンド信号に第２の制御係数を乗じて振幅を調整して得られる信号を、前記第１のベースバンド信号から減算して残差信号を得る減算処理部と
を具備することを特徴とする受信機。
【請求項８】
無線信号から受信対象となる高周波信号を抽出する高周波フィルタと、
多相ローカル信号を前記高周波信号に乗じて得られる多相信号を組み合わせて前記多相ローカル信号の高調波に基づく信号成分をキャンセルし、第１のベースバンド信号を得る第１の周波数変換器と、
前記多相ローカル信号を前記高周波信号に乗じて得られる多相信号を組み合わせて前記多相ローカル信号の基本波に基づく信号成分をキャンセルし、第２のベースバンド信号を得る第２の周波数変換器と、
前記第２のベースバンド信号に制御係数を乗じて振幅を調整して得られる信号を、前記第１のベースバンド信号から減算し、残差信号を得る減算処理部と
を具備することを特徴とする受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広帯域信号の受信に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線受信機において、周波数変換回路は高周波の無線信号に対して所定のローカル信号を乗じ、ベースバンド信号を生成するダウンコンバート処理を行う。通常、ローカル信号として、所定の基本周波数を有するパルス波が用いられる。また、周波数変換回路はローカル信号によってon／off制御されるトランジスタスイッチで構成されることが多く、安定動作の観点からローカル信号の振幅は比較的大きく設定される。上記ローカル信号には、基本周波数成分の他に、基本周波数の整数倍の周波数を有する信号成分である高調波成分が含まれる。従って、受信対象の無線信号との間の周波数差が上記基本周波数の整数倍となるような妨害波が受信された場合、当該妨害波の周波数もダウンコンバート処理によってベースバンド信号と同一の周波数（以下、単にベースバンド周波数と称する）に変換されてしまう。妨害波がベースバンド信号に重畳されると、受信品質（例えばＳＮ比）の劣化が生じる。
【０００３】
妨害波に起因する受信品質の劣化を回避する観点からすると、周波数変換回路の前段に通常設けられる高周波フィルタによって受信対象となる帯域以外の信号成分を抑圧して妨害波を除去することが有効である。しかしながら、受信対象がそもそも広帯域である（具体的には、受信対象となる帯域の上限が下限の２倍以上である）場合において妨害波を十分に除去するためには、狭帯域の高周波フィルタを複数設けたり、周波数特性が可変の高周波フィルタを用いたりする必要がある。例えば、テレビジョン放送の受信機であれば、受信対象（放送波）の帯域はおよそ１００ＭＨｚから１ＧＨｚ程度であり、所望周波数（以下、所望周波数と称する）の整数倍付近に別の放送波が存在するという状況が想定される。上記別の放送波が高周波フィルタの通過帯域内であれば、ローカル信号の高調波との乗算によってベースバンド信号に重畳されてしまう。
【０００４】
非特許文献１記載のＴＶチューナは、周波数変換回路の前段に周波数特性が可変の高周波フィルタを設けている。従って、非特許文献１記載のＴＶチューナによれば、広帯域信号を受信する場合においても、所望周波数の整数倍付近の妨害波を除去することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】V. Fillatre, at el. "A SiP Tuner with Integrated LC Tracking Filter for both Cable and Terrestrial TV Reception", 2007 IEEE International Solid-State Circuits Conference, pp. 208-209.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非特許文献１記載のＴＶチューナに用いられるチューナブルフィルタ（周波数特性が可変の高周波フィルタ）は、シリコンチップ上に実装することが困難であるという問題がある。具体的には、非特許文献１に示されるように、多数の部品をチップに外付ける必要がある。部品をチップに外付けする場合には、部品自体のコストだけでなく、部品をチップと共にモジュールとして実装するためのコストが必要となる。また、仮に、上記チューナブルフィルタをチップ上に実装したとしても、面積が大きくなるためチップ自体の製造コストが上昇する。
【０００７】
従って、本発明は、広帯域受信機を低コストで提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る受信機は、無線信号から受信対象となる高周波信号を抽出する高周波フィルタと、第１のローカル信号を用いて前記高周波信号の周波数を変換し、第１のベースバンド信号を得る第１の周波数変換器と、前記第１のローカル信号の整数倍の周波数を有する第２のローカル信号を用いて前記高周波信号の周波数を変換し、第２のベースバンド信号を得る第２の周波数変換器と、前記第２のベースバンド信号に制御係数を乗じて振幅を調整して得られる信号を、前記第１のベースバンド信号から減算して残差信号を得る減算処理部とを具備する。
【０００９】
本発明の一態様に係る受信機は、無線信号から受信対象となる高周波信号を抽出する高周波フィルタと、第１のローカル信号を用いて前記高周波信号の周波数を変換し、第１のベースバンド信号を得る第１の周波数変換器と、前記第１のローカル信号の整数倍の周波数を有する第２のローカル信号を用いて前記高周波信号の周波数を変換し、第２のベースバンド信号を得る第２の周波数変換器と、前記第１のローカル信号の整数倍であって前記第２のローカル信号とは異なる周波数を有する第３のローカル信号を用いて前記高周波信号の周波数を変換し、第３のベースバンド信号を得る第３の周波数変換器と、前記第２のベースバンド信号に第１の制御係数を乗じて振幅を調整して得られる信号及び前記第３のベースバンド信号に第２の制御係数を乗じて振幅を調整して得られる信号を、前記第１のベースバンド信号から減算して残差信号を得る減算処理部とを具備する。
【００１０】
本発明の一態様に係る受信機は、無線信号から受信対象となる高周波信号を抽出する高周波フィルタと、多相ローカル信号を前記高周波信号に乗じて得られる多相信号を組み合わせて前記多相ローカル信号の高調波に基づく信号成分をキャンセルし、第１のベースバンド信号を得る第１の周波数変換器と、前記多相ローカル信号を前記高周波信号に乗じて得られる多相信号を組み合わせて前記多相ローカル信号の基本波に基づく信号成分をキャンセルし、第２のベースバンド信号を得る第２の周波数変換器と、前記第２のベースバンド信号に制御係数を乗じて振幅を調整して得られる信号を、前記第１のベースバンド信号から減算し、残差信号を得る減算処理部とを具備する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、広帯域受信機を低コストで提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る受信機を示すブロック図である。
【図２】第２の実施形態に係る受信機を示すブロック図である。
【図３】図２の相関算出部の内部を示すブロック図である。
【図４】図２の周波数変換器に供給されるローカル信号を生成するローカル信号生成部の一例を示すブロック図である。
【図５】図２の周波数変換器に供給されるローカル信号を生成するローカル信号生成部の一例を示すブロック図である。
【図６】第３の実施形態に係る受信機を示すブロック図である。
【図７】第４の実施形態に係る受信機を示すブロック図である。
【図８】第５の実施形態に係る受信機を示すブロック図である。
【図９】図８の周波数変換器の一例を示すブロック図である。
【図１０】図８の周波数変換器の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。  
（第１の実施形態）  
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る受信機は、アンテナ１００、高周波増幅部１１０、周波数変換器１２１及び１２２、ベースバンドフィルタ１３１及び１３２、減算処理部１４０、可変利得増幅器（以下、単にＶＧＡと称する）１５０及びアナログ−デジタル変換器（以下、単にＡＤＣと称する）１６０を有する。
【００１４】
アンテナ１００は、受信したＲＦ信号を高周波増幅部１１０に入力する。  
高周波増幅部１１０は、アンテナ１００からのＲＦ信号より図１の受信機が受信対象とする帯域内の信号成分を抽出し、振幅を増幅して増幅信号を得る。高周波増幅部１１０は、増幅信号を周波数変換器１２１及び周波数変換器１２２に入力する。より詳細には、高周波増幅部１１０は、高周波フィルタ１１１及び低雑音増幅器（ＬＮＡ）１１２を含む。
【００１５】
高周波フィルタ１１１は、アンテナ１００からのＲＦ信号に対して図１の受信機が受信対象とする帯域以外の信号成分を抑圧するフィルタ処理を行う。換言すれば、高周波フィルタ１１１は、アンテナ１００からのＲＦ信号より図１の受信機が受信対象とする帯域内の信号成分を抽出するフィルタ処理を行う。高周波フィルタ１１１は、フィルタ処理された信号をＬＮＡ１１２に入力する。ここで、図１の受信機の受信対象とする帯域は比較的広く、具体的には帯域の上限は下限の少なくとも２倍以上であるものとする。即ち、高周波フィルタ１１１からＬＮＡ１１２に入力される信号には、所望周波数の整数倍（例えば、２倍）付近に妨害波が含まれ得る。ＬＮＡ１１２は、高周波フィルタ１１１から入力される信号の振幅を増幅して増幅信号を得る。ＬＮＡ１１２は、増幅信号を周波数変換器１２１及び周波数変換器１２２に入力する。
【００１６】
周波数変換器１２１は、ＬＮＡ１１２からの増幅信号に対して第１のローカル信号１１を乗じることにより周波数変換を行って乗算信号を得る。ここで、第１のローカル信号１１は、ＬＮＡ１１２からの増幅信号に含まれる所望波の周波数をベースバンド周波数に変換するための信号である。即ち、第１のローカル信号１１の周波数は、所望周波数とベースバンド周波数との間の差分に相当する。周波数変換器１２１は、乗算信号をベースバンドフィルタ１３１に入力する。
【００１７】
ベースバンドフィルタ１３１は、いわゆる低域通過型フィルタ（ＬＰＦ）である。ベースバンドフィルタ１３１は、周波数変換器１２１からの乗算信号の高域成分を抑圧するフィルタ処理を行う。換言すれば、ベースバンドフィルタ１３１は、周波数変換器１２１からの乗算信号の低域成分であるベースバンド信号を抽出するフィルタ処理を行う。ベースバンドフィルタ１３１は、ベースバンド信号（以下、第１のベースバンド信号とも称する）を減算処理部１４０に入力する。ここで、第１のベースバンド信号には、妨害波に基づく成分（正確には、所望周波数の整数倍付近の妨害波と、第１のローカル信号１１の高調波成分との乗算結果に相当する成分）が含まれることに注意されたい。
【００１８】
周波数変換器１２２は、ＬＮＡ１１２からの増幅信号に対して第２のローカル信号１２を乗じることにより周波数変換を行って乗算信号を得る。ここで、第２のローカル信号１２は、ＬＮＡ１１２からの増幅信号に含まれる対象妨害波の周波数をベースバンド周波数に変換するための信号である。即ち、第２のローカル信号１２の周波数は、対象妨害波の周波数とベースバンド周波数との間の差分に相当する。尚、対象妨害波は所望周波数の任意の整数（例えば、「２」）倍付近の信号を指すものとする。従って、第２のローカル信号１２の周波数は、第１のローカル信号１１の周波数の上記整数倍に相当する。周波数変換器１２２は、乗算信号をベースバンドフィルタ１３２に入力する。
【００１９】
ベースバンドフィルタ１３２は、ＬＰＦである。ベースバンドフィルタ１３２は、周波数変換器１２２からの乗算信号の高域成分を抑圧するフィルタ処理を行う。換言すれば、ベースバンドフィルタ１３２は、周波数変換器１２２からの乗算信号の低域成分であるベースバンド信号を抽出するフィルタ処理を行う。ベースバンドフィルタ１３２は、ベースバンド信号（以下、第２のベースバンド信号とも称する）を減算処理部１４０に入力する。
【００２０】
減算処理部１４０は、第２のベースバンド信号の振幅を調整したうえで、第１のベースバンド信号から減算して残差信号を得る。減算処理部１４０は残差信号をＶＧＡ１５０に入力する。より詳細には、減算処理部１４０は、加算器１４１及び乗算器１４２を含む。
【００２１】
乗算器１４２は、第２のベースバンド信号に対して制御係数を乗算して乗算信号を得る。具体的には、制御係数は、第１のベースバンド信号の振幅のうち対象妨害波に基づく成分の、第２のベースバンド信号の振幅に対する比率を更に符号反転させて得られる値であることが望ましい。乗算器１４２は、乗算信号を加算器１４１に入力する。
【００２２】
加算器１４１は、ベースバンドフィルタ１３１からの第１のベースバンド信号と、乗算器１４２からの乗算信号とを加算し、前述した残差信号を得る。制御係数が適切な値であれば、第１のベースバンド信号に含まれる対象妨害波に基づく成分は残差信号においてキャンセルされる。
【００２３】
制御係数は、可変値としてよいが、周波数変換器１２１及び１２２による変換利得の変動が周波数または温度にあまり依存しない場合には固定値としてもよい。また、制御係数は、人為的に定められてもよいし、自動的に定められてもよい。ところで、周波数変換器１２１及び１２２は直交信号（即ち、Ｉ信号及びＱ信号）を出力する直交復調器であってもよい。この場合には、制御係数を複素数または２行２列の実係数行列とし、減算処理部１４０が複素演算または行列演算を行うことにより、第２のベースバンド信号に基づく振幅誤差または位相誤差が残差信号に残留することを抑制できる。
【００２４】
ＶＧＡ１５０は、減算処理部１４０からの残差信号に適切な利得を与えて増幅し、増幅信号を得る。ＶＧＡ１５０は、増幅信号をＡＤＣ１６０に入力する。ＡＤＣ１６０は、ＶＧＡ１５０からの増幅信号に対してアナログ−デジタル変換を施してデジタル信号を得る。ＡＤＣ１６０は、デジタル信号を図示しないデジタル信号処理部に入力する。
【００２５】
以上説明したように本実施形態に係る受信機は、対象妨害波に基づく成分がベースバンド信号に一時的に重畳されることを許容するものの、周波数変換器の後段に設ける減算処理部によって当該対象妨害波に基づく成分をキャンセルするようにしている。従って、本実施形態に係る受信機は、周波数変換器の前段に設けられる高周波フィルタの構成を簡素化できるので、低コストで実装可能である。
【００２６】
（第２の実施形態）  
図２に示すように、本発明の第２の実施形態に係る受信機は、上記図１に示す受信機において、相関算出部２７０を更に設けて構成される。以下の説明では、図２において図１と同一部分には同一符号を付して示し、異なる部分を中心に述べる。
【００２７】
相関算出部２７０は、減算処理部１４０からの残差信号と、ベースバンドフィルタ１３２からの第２のベースバンド信号との間の相関を算出する。ここで、上記相関は、対象妨害波に基づく成分の残差信号における混入割合を示す指標となる。相関算出部２７０は、上記相関に適切な利得を与え、前述した制御係数として乗算器１４２に入力する。相関算出部２７０及び減算処理部１４０によるフィードバックループの作用により、上記相関は小さくなるように（無相関（零）に近づくように）制御される。
【００２８】
相関算出部２７０は、例えば図３に示すように、直流除去フィルタ２７１及び２７２、乗算器２７３及びＬＰＦ２７４で構成することができる。  
直流除去フィルタ２７１は、例えばいわゆる高域通過型フィルタ（ＨＰＦ）または帯域通過型フィルタ（ＢＰＦ）である。直流除去フィルタ２７１は、残差信号の直流成分を抑圧するフィルタ処理を行って、第１のフィルタ信号を得る。
【００２９】
直流除去フィルタ２７２は、例えばＨＰＦまたはＢＰＦである。直流除去フィルタ２７２は、第２のベースバンド信号の直流成分を抑圧するフィルタ処理を行って、第２のフィルタ信号を得る。
【００３０】
ここで、直流除去フィルタ２７１及び２７２を設けることの技術的意義を簡単に説明する。一般に、アナログ回路（特に、周波数変換器１２１及び１２２）の出力信号は、入力信号の有無に関わらずある程度の直流成分（直流オフセット）を含む。直流成分の大きさは、アナログ回路を構成する素子のばらつき（誤差）に依存する。アナログ回路の構成に起因する直流成分の変動が相関算出部２７０における相関算出に反映されることは好ましくないので、図３の相関算出部２７０において設けられる直流除去フィルタ２７１及び２７２が直流成分の除去を行っている。
【００３１】
また、直流オフセットを抑制する観点からすると、第１のローカル信号１１及び第２のローカル信号１２を生成するためのローカル信号生成部を図４または図５に示すように構成することも有効である。いわゆるダイレクトコンバージョン方式の受信機において、発振器によって生成される発振信号が高周波増幅部に直接混入して周波数変換器によって直流オフセットに変換されるという問題を避けるために、発振信号の周波数は周波数変換器に供給されるローカル信号の周波数の整数倍であることが多い。そして、発振信号を分周回路によって分周することによりローカル信号が生成される。このような構成によれば、所望波と発振信号との間の周波数差が大きくなるため、発振信号が高周波増幅部に直接混入して周波数変換器によって直流オフセットに変換されるという問題が解消される。
【００３２】
図４に示す構成では、発振器２８１が生成する発振信号が第２のローカル信号１２として直接用いられ、この発振信号を分周回路２８２が分周することにより第１のローカル信号１１が生成されている。図４の構成は、発振器２８１の出力部において負荷駆動能力を高めることが必要であるが、従来のダイレクトコンバージョン方式の受信機におけるローカル信号生成部の基本構成を変更する必要はない。
【００３３】
図５に示す構成では、発振器２８３が生成する発振信号を分周回路２８４が分周して得られる分周信号が第２のローカル信号１２として用いられ、この分周信号を分周回路２８２が更に分周することにより第１のローカル信号１１が生成されている。図５の構成は、図４の構成に比べて、周波数変換器１２２によって変換される直流オフセットの大きさを抑制できる。通常、周波数変換器１２２に要求される感度は周波数変換器１２１に要求される感度に比べて低いため、図４の構成で十分な妨害波キャンセルが実現できる場合もある。しかしながら、より高い精度で妨害波をキャンセルするためには、図５の構成を採ることが有効である。
【００３４】
乗算器２７３は、直流除去フィルタ２７１からの第１のフィルタ信号と、直流除去フィルタ２７２からの第２のフィルタ信号とを乗算し、乗算信号を得る。乗算器２７３は、乗算信号をＬＰＦ２７４に入力する。
【００３５】
ＬＰＦ２７４は、乗算器２７３からの乗算信号の低域成分を抽出する（即ち、乗算信号を平滑化する）フィルタ処理を行って、前述した制御係数を得る。ＬＰＦ２７４は、制御係数を乗算部１４２に入力する。ここで、理論的には、残差信号と第２のベースバンド信号との間の相関を算出することは乗算信号を無限積分することに相当する。しかしながら、現実的には、いわゆる積分回路による積分処理またはＬＰＦによるフィルタ処理によって相関が近似的に算出される。
【００３６】
また、周波数変換器１２１及び１２２が直交復調器である場合には、図３に示す相関算出部２７０を２組設けてもよい。即ち、相関算出部２７０はＩ信号同士の相関及びＱ信号同士の相関を夫々算出して、複素数の実部及び虚部に相当する制御係数を生成すればよい。更に、図３の相関算出部２７０を４組設けてもよい。即ち、相関算出部２７０は、残差信号のＩ信号と第２のベースバンド信号のＩ信号及びＱ信号の夫々との間の相関と、残差信号のＱ信号と第２のベースバンド信号のＩ信号及びＱ信号の夫々との間の相関とを算出して、制御係数を生成してもよい。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態に係る受信機は、前述した第１の実施形態に係る受信機において相関算出部を更に設けて構成し、制御係数をフィードバック制御している。従って、本実施形態に係る受信機によれば、第１の実施形態に係る受信機における妨害波キャンセルの精度を更に向上させることができる。
【００３８】
（第３の実施形態）  
図６に示すように、本発明の第３の実施形態に係る受信機は、上記図２に示す受信機において、減算処理部１４０を減算処理部３４０に置き換えると共に、周波数変換器３２３、ベースバンドフィルタ３３３及び相関算出部３７１を更に設けて構成される。以下の説明では、図６において図２と同一部分には同一符号を付して示し、異なる部分を中心に述べる。
【００３９】
周波数変換器３２３は、ＬＮＡ１１２からの増幅信号に対して第３のローカル信号１３を乗じることにより周波数変換を行って乗算信号を得る。ここで、第３のローカル信号１３は、ＬＮＡ１１２からの増幅信号に含まれる第２の対象妨害波の周波数をベースバンド周波数に変換するための信号である。即ち、第３のローカル信号１３の周波数は、第２の対象妨害波の周波数とベースバンド周波数との間の差分に相当する。尚、第２の対象妨害波は所望波の任意の整数（例えば、「３」）倍付近の周波数を有する信号を指すものとする。従って、第３のローカル信号１３の周波数は、第１のローカル信号１１の周波数の上記整数倍に相当する。また、第２の対象妨害波の周波数は、前述した周波数変換器１２２における対象妨害波（以降、便宜上第１の対象妨害波と称する）の周波数とは異なるものとする。周波数変換器３２３は、乗算信号をベースバンドフィルタ３３３に入力する
ベースバンドフィルタ３３３は、ＬＰＦである。ベースバンドフィルタ３３３は、周波数変換器３２３からの乗算信号の高域成分を抑圧するフィルタ処理を行う。換言すれば、ベースバンドフィルタ３３３は、周波数変換器３２３からの乗算信号の低域成分であるベースバンド信号を抽出するフィルタ処理を行う。ベースバンドフィルタ３３３は、ベースバンド信号（以下、第３のベースバンド信号とも称する）を減算処理部３４０に入力する。
【００４０】
減算処理部３４０は、第２のベースバンド信号及び第３のベースバンド信号の振幅を調整したうえで第１のベースバンド信号から減算して残差信号を得る。減算処理部３４０は、残差信号をＶＧＡ１５０に入力する。より詳細には、減算処理部３４０は、加算器３４１、乗算器３４２及び３４３を含む。
【００４１】
乗算器３４２は、第２のベースバンド信号に対して前述した相関算出部２７０から入力される制御係数（以降、便宜上第１の制御係数と称する）を乗算して乗算信号を得る。乗算器３４２は、乗算信号を加算器３４１に入力する。
【００４２】
乗算器３４３は、第３のベースバンド信号に対して後述する相関算出部３７１から入力される第２の制御係数を乗算して乗算信号を得る。具体的には、第２の制御係数は、第１のベースバンド信号の振幅に含まれる第２の対象妨害波に基づく成分の、第３のベースバンド信号の振幅に対する比率を更に符号反転させて得られる値であることが望ましい。乗算器３４３は、乗算信号を加算器３４１に入力する。
【００４３】
加算器３４１は、ベースバンドフィルタ１３１からの第１のベースバンド信号と、乗算器３４２からの乗算信号と、乗算器３４３からの乗算信号とを加算し、前述した残差信号を得る。第１の制御係数及び第２の制御係数が適切な値であれば、第１のベースバンド信号に含まれる第１の対象妨害波及び第２の対象妨害波に基づく成分は残差信号においてキャンセルされる。
【００４４】
相関算出部３７１は、減算処理部３４０からの残差信号と、ベースバンドフィルタ３３３からの第３のベースバンド信号との間の相関（以降、便宜上第２の相関と称する）を算出する。ここで、第２の相関は、第２の対象妨害波に基づく成分の残差信号における混入割合を示す指標となる。相関算出部３７１は、第２の相関に適切な利得を与え、前述した第２の制御係数として乗算器３４３に入力する。相関算出部３７１及び減算処理部３４０によるフィードバックループの作用により、第２の相関は小さくなるように制御される。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態に係る受信機は、前述した第２の実施形態に係る受信機において、対象妨害波の数を拡大している。従って、本実施形態に係る受信機によれば、より広帯域に亘って妨害波成分をキャンセルすることができる。
【００４６】
ここで、第２の実施形態に係る受信機と本実施形態に係る受信機との比較のために、受信対象となる帯域の上限が下限の３倍以上である場合を想定する。第２の実施形態に係る受信機において、差動構成の周波数変換器を利用し、かつ、対象妨害波の周波数を所望波の３倍付近に設定すれば、ある程度の精度で妨害波成分をキャンセルできる。一方、本実施形態に係る受信機によれば、第１の対象妨害波及び第２の対象妨害波の周波数を、所望波の２倍付近及び３倍付近と夫々設定することにより、より高い精度で妨害波成分をキャンセルできる。また、受信対象となる帯域が更に広い場合には、対象妨害波の数を更に拡大するように受信機の構成を適宜変更してもよい。
【００４７】
（第４の実施形態）  
図７に示すように、本発明の第４の実施形態に係る受信機は、上記図６に示す受信機において、周波数変換器１２１、１２２及び３２３の後段の構成を変更している。具体的には、本実施形態に係る受信機は、アンテナ１００、高周波増幅部１１０、周波数変換器１２１、１２２及び３２３、ＡＤＣ４６１、４６２及び４６３、減算処理部４４０、相関算出部４７０及び４７１、ベースバンドフィルタ４３０及びＶＧＡ４５０を有する。以下の説明では、図７において図６と同一部分には同一符号を付して示し、異なる部分を中心に述べる。
【００４８】
前述した第１乃至第３の実施形態に係る受信機において、妨害波成分のキャンセル処理をアナログ回路で実現している。しかしながら、アナログ信号処理では直流オフセット、熱雑音、歪みといった妨害波成分のキャンセル精度に悪影響を与える要因が避けられない。従って、本実施形態に係る受信機は、妨害波成分のキャンセル処理をデジタル回路で実現する。
【００４９】
ＡＤＣ４６１は、周波数変換器１２１に接続される。ＡＤＣ４６１は、周波数変換器１２１から前述した第１のベースバンド信号を低域成分として含んだ乗算信号を受ける。ＡＤＣ４６１は、周波数変換器１２１からの乗算信号をアナログ−デジタル変換し、第１のデジタル信号を得る。ＡＤＣ４６１は、第１のデジタル信号を減算処理部４４０内部の加算器４４１に入力する。
【００５０】
ＡＤＣ４６２は、周波数変換器１２２に接続される。ＡＤＣ４６２は、周波数変換器１２２から前述した第２のベースバンド信号を低域成分として含んだ乗算信号を受ける。ＡＤＣ４６２は、周波数変換器１２２からの乗算信号をアナログ−デジタル変換し、第２のデジタル信号を得る。ＡＤＣ４６２は、第２のデジタル信号を減算処理部４４０内部の乗算器４４２及び相関算出部４７０に入力する。
【００５１】
ＡＤＣ４６３は、周波数変換器３２３に接続される。ＡＤＣ４６３は、周波数変換器３２３から前述した第３のベースバンド信号を低域成分として含んだ乗算信号を受ける。ＡＤＣ４６３は、周波数変換器３２３からの乗算信号をアナログ−デジタル変換し、第３のデジタル信号を得る。ＡＤＣ４６３は、第３のデジタル信号を減算処理部４４０内部の乗算器４４３及び相関算出部４７１に入力する。
【００５２】
ＡＤＣ４６１、４６２及び４６３は、周波数変換器１２１、１２２及び３２３に接続される。ＡＤＣの実現方式は数多く提案されているが、このような用途であれば連続時間型ΔΣ（デルタシグマ）ＡＤＣが適することが知られている。尚、ΔΣＡＤＣはいわゆるオーバーサンプル型のＡＤＣなので、デシメーション回路またはデシメーションフィルタによって適切なサンプルレートへダウンサンプルする必要がある。第１のデジタル信号、第２のデジタル信号及び第３のデジタル信号は、いずれも適切なサンプルレートにダウンサンプルされているものとする。
【００５３】
減算処理部４４０は、第２のデジタル信号及び第３のデジタル信号の振幅を調整したうえで第１のデジタル信号から減算してデジタル残差信号を得る。減算処理部４４０は、デジタル残差信号をベースバンドフィルタ４３０に入力する。より詳細には、減算処理部４４０は、加算器４４１、乗算器４４２及び４４３を含む。
【００５４】
乗算器４４２は、第２のデジタル信号に対して後述する相関算出部４７０から入力される第１のデジタル制御係数を乗算して乗算信号を得る。具体的には、第１のデジタル制御係数は、第１のデジタル信号の振幅に含まれる第１の対象妨害波に基づく成分の、第２のデジタル信号の振幅に対する比率を更に符号反転させて得られる値であることが望ましい。乗算器４４２は、乗算信号を加算器４４１に入力する。
【００５５】
乗算器４４３は、第３のデジタル信号に対して後述する相関算出部４７０から入力される第２のデジタル制御係数を乗算して乗算信号を得る。具体的には、第２のデジタル制御係数は、第１のデジタル信号の振幅に含まれる第２の対象妨害波に基づく成分の、第３のデジタル信号の振幅に対する比率を更に符号反転させて得られる値であることが望ましい。乗算器４４３は、乗算信号を加算器４４１に入力する。
【００５６】
加算器４４１は、ＡＤＣ４６１からの第１のデジタル信号と、乗算器４４２からの乗算信号と、乗算器４４３からの乗算信号とを加算し、前述したデジタル残差信号を得る。第１のデジタル制御係数及び第２のデジタル制御係数が適切な値であれば、第１のデジタル信号に含まれる第１の対象妨害波及び第２の対象妨害波に基づく成分はデジタル残差信号においてキャンセルされる。
【００５７】
相関算出部４７０は、減算処理部４４０からのデジタル残差信号とＡＤＣ４６２からの第２のデジタル信号との間の第１の相関を算出する。ここで、第１の相関は、第１の対象妨害波に基づく成分のデジタル残差信号における混入割合を示す指標となる。相関算出部４７０は、第１の相関に適切な利得を与え、前述した第１のデジタル制御係数として乗算器４４２に入力する。相関算出部４７０及び減算処理部４４０によるフィードバックループの作用により、第１の相関は小さくなるように制御される。
【００５８】
相関算出部４７１は、減算処理部４４０からのデジタル残差信号とＡＤＣ４６３からの第３のデジタル信号との間の第２の相関を算出する。ここで、第２の相関は、第２の対象妨害波に基づく成分のデジタル残差信号における混入割合を示す指標となる。相関算出部４７１は、第２の相関に適切な利得を与え、前述した第２のデジタル制御係数として乗算器４４３に入力する。相関算出部４７１及び減算処理部４４０によるフィードバックループの作用により、第２の相関は小さくなるように制御される。
【００５９】
ベースバンドフィルタ４３０は、デジタルＬＰＦである。ベースバンドフィルタ４３０は、減算処理部４４０からのデジタル残差信号の高域成分を抑圧するフィルタ処理を行う。換言すれば、ベースバンドフィルタ４３０は、デジタル残差信号の低域成分であるデジタルベースバンド信号を抽出するフィルタ処理を行う。ベースバンドフィルタ４３０は、デジタルベースバンド信号をＶＧＡ４５０に入力する。
【００６０】
ＶＧＡ４５０は、ベースバンドフィルタ４３０からのデジタルベースバンド信号を増幅してデジタル増幅信号を得る。ＶＧＡ４５０は、デジタル増幅信号を図示しないデジタル信号処理部に入力する。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態に係る受信機は、対象妨害波のキャンセル処理をデジタル回路で実現している。従って、本実施形態に係る受信機によれば、対象妨害波のキャンセル精度を向上させることができる。また、本実施形態に係る受信機において、ベースバンドフィルタは減算処理部の後段に設けられる。従って、本実施形態に係る受信機によれば、ベースバンドフィルタを統合できるためチップ全体を小型化できる。
【００６２】
（第５の実施形態）  
図８に示すように、本発明の第５の実施形態に係る受信機は、上記図７に示す受信機において、周波数変換器１２１、１２２及び３２３を周波数変換器５２１、５２２及び５２３に夫々置き換えて構成される。以下の説明では、図８において図７と同一部分には同一符号を付して示し、異なる部分を中心に述べる。
【００６３】
周波数変換器５２１は、多相周波数変換器である。周波数変換器５２１は、ＬＮＡ１１２からの増幅信号に対して多相ローカル信号２０を乗じることにより周波数変換を行って多相乗算信号を得る。即ち、多相ローカル信号２０の周波数は、所望周波数とベースバンド周波数との間の差分に相当する。周波数変換器５２１は、多相乗算信号を組み合わせて第１の対象妨害波及び第２の対象妨害波に基づく信号成分をキャンセルしてからＡＤＣ４６１に入力する。
【００６４】
ここで、多相ローカル信号２０の周波数は、所望周波数をベースバンド周波数に変換するための信号である。また、多相ローカル信号２０の信号数（位相数）は、対象妨害波が複数ある場合にはこれらの所望波に対する周波数比率（整数）の公倍数とすることが望ましい。例えば、第１の対象妨害波及び第２の対象妨害波の所望波に対する周波数比率が「２」及び「３」であれば、多相ローカル信号２０の位相数は、例えば「６」であることが望ましい。一方、対象妨害波が１つの場合にはこれの所望波に対する周波数比率（整数）の約数とすることが望ましい。
【００６５】
周波数変換器５２２は、多相周波数変換器である。周波数変換器５２２は、ＬＮＡ１１２からの増幅信号に対して多相ローカル信号２０を乗じることにより周波数変換を行って多相乗算信号を得る。周波数変換器５２２は、多相乗算信号を組み合わせて第１の対象妨害波に基づく信号成分を強調すると共に所望波に基づく信号成分をキャンセルしてからＡＤＣ４６２に入力する。
【００６６】
周波数変換器５２３は、多相周波数変換器である。周波数変換器５２３は、ＬＮＡ１１２からの増幅信号に対して多相ローカル信号２０を乗じることにより周波数変換を行って多相乗算信号を得る。周波数変換器５２３は、多相乗算信号を組み合わせて第２の対象妨害波に基づく信号成分を強調すると共に所望波に基づく信号成分キャンセルしてからＡＤＣ４６３に入力する。
【００６７】
以下、周波数変換器５２１、５２２及び５２３の行う信号処理を詳しく説明する。一例として、第１の対象妨害波の周波数が所望周波数の２倍付近であって、第２の対象妨害波の周波数が所望周波数の３倍付近であって、多相ローカル信号２０が６相信号である場合を想定する。このとき、増幅信号と多相ローカル信号２０とを乗算して得られる６相乗算信号には、所望波と多相ローカル信号２０の基本波との乗算結果に相当する成分（以下、基本波成分と称する）と、第１の対象妨害波と多相ローカル信号２０の２次高調波との乗算結果に相当する成分（以下、２次高調波成分と称する）と、第２の対象妨害波と多相ローカル信号２０の３次高調波との乗算結果に相当する成分（以下、３次高調波成分と称する）とが少なくとも含まれる。上記６相乗算信号の各々において、基本波成分、２次高調波成分及び３次高調波成分の位相は様々である。具体的には、基本波成分の位相は６（＝６／１）通り、２次高調波成分の位相は３（＝６／２）通り、３次高調波成分の位相は２（＝６／３）通りとなる。
【００６８】
周波数変換器５２１は、６相乗算信号を２次高調波成分の位相が等しい２信号同士で構成される３グループにグループ化し、これら各グループの同相成分を抑圧する（即ち、２次高調波成分をキャンセルする）。尚、同相成分の抑圧にはいわゆるコモンモードフィードバック回路（ＣＭＦＢ回路）が利用できる。更に、周波数変換器５２１は、２次高調波成分をキャンセル済みの６相乗算信号を３次高調波成分の位相が等しい３信号同士で構成される２グループにグループ化し、これら各グループの同相成分を抑圧する（即ち、３次高調波成分をキャンセルする）。ここで、２次高調波成分のキャンセル処理と３次高調波成分のキャンセル処理とは逆順に行われてもよい。また、２次高調波成分のキャンセル処理において、４，６，８，・・・次（即ち、偶数次）の高調波成分もキャンセルされる。更に、３次高調波成分のキャンセル処理において、６，９，１２，・・・次（即ち、３の倍数次）の高調波成分もキャンセルされる。
【００６９】
周波数変換器５２２は、例えば、図９に示すような６組のスイッチで構成される６相ミキサである。周波数変換器５２２は、６相乗算信号を２次高調波成分の位相が等しい２信号同士で構成される３グループにグループ化し、これら各グループ内で信号を重ね合わせて２次高調波成分を強調する。更に、各グループ内における信号の重ね合わせによって基本波成分はキャンセルされる。また、２次高調波成分の強調処理において、４，６，８，・・・次（即ち、偶数次）の高調波成分も強調されている。
【００７０】
周波数変換器５２３は、例えば、図１０に示すような６相のスイッチで構成される６相ミキサである。周波数変換器５２３は、６相乗算信号を３次高調波成分の位相が等しい３信号同士で構成される２グループにグループ化し、これら各グループ内で信号を重ね合わせて３次高調波成分を強調する。更に、各グループ内における信号の重ね合わせによって基本波成分はキャンセルされる。また、３次高調波成分の強調処理において、６，９，１２，・・・次（即ち、３の倍数次）の高調波成分も強調されている。
【００７１】
尚、周波数変換器５２１によって２次高調波成分及び３次高調波成分（即ち、第１の対象妨害波及び第２の対象妨害波に基づく信号成分）がキャンセルされると述べたが、ＣＭＦＢ回路の誤差のようなシリコン集積回路の素子レベルの要因により、２次（偶数倍次）高調波成分及び３次（３の倍数次）高調波成分が残留するおそれがある。そこで、周波数変換器５２２及び５２３によって２次（偶数倍次）高調波成分及び３次（３の倍数次）高調波成分を強調し、後段の減算処理部４４０において改めてキャンセルすることによってより高い精度で対象妨害波のキャンセルを実現できる。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態に係る受信機は、多相周波数変換器を用いて対象妨害波のキャンセルを行うと共に、減算処理部において更に対象妨害波のキャンセルを行っている。従って、本実施形態に係る受信機によれば、広帯域に亘って高い精度で妨害波をキャンセルできる。
【００７３】
尚、本実施形態では、上記図７に示す受信機において、周波数変換器１２１、１２２及び３２３を周波数変換器５２１、５２２及び５２３に夫々置き換えて構成された受信機について説明したが、図１、図２、及び図６に示す受信機のおける周波数変換器を同様に置き換えて構成してもよい。
【００７４】
尚、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また上記各実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、各実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１１・・・第１のローカル信号
１２・・・第２のローカル信号
１３・・・第３のローカル信号
２０・・・多相ローカル信号
１００・・・アンテナ
１１０・・・高周波増幅部
１１１・・・高周波フィルタ
１１２・・・ＬＮＡ
１２１，１２２・・・周波数変換器
１３１，１３２・・・ベースバンドフィルタ
１４０・・・減算処理部
１４１・・・加算器
１４２・・・乗算器
１５０・・・ＶＧＡ
１６０・・・ＡＤＣ
２７０・・・相関算出部
２７１，２７２・・・直流除去フィルタ
２７３・・・乗算器
２７４・・・ＬＰＦ
２８１・・・発振器
２８２・・・分周回路
２８３・・・発振器
２８４・・・分周回路
３２３・・・周波数変換器
３３３・・・ベースバンドフィルタ
３４０・・・減算処理部
３４１・・・加算器
３４２，３４３・・・乗算器
３７０・・・相関算出部
４３０・・・ベースバンドフィルタ
４４０・・・減算処理部
４４１・・・加算器
４４２，４４３・・・乗算器
４５０・・・ＶＧＡ
４６１，４６２，４６３・・・ＡＤＣ
４７０，４７１・・・相関算出部
５２１，５２２，５２３・・・周波数変換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010219697.tif 000009
【図８】
2010219697.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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